(57)【要約】【課題】金属管素材を用いて軽量化を図りつつ、低コストで製造できる偏肉金属管の製造方法及び製造装置並びに偏肉金属管を提供する。【解決手段】偏肉金属管１を製造する場合、偏芯絞り型で金属管素材の外周部を偏芯絞り加工し、金属管素材の軸方向の一方に偏肉部２を形成する。さらに、軸部３となる金属管素材の非加工部内に芯金を偏芯配置した状態で、しごき型で非加工部の外周部を偏芯しごき加工する。ここで、偏芯しごき加工において非加工部の軸芯をしごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工する。【選択図】図１
2010105031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管の製造方法であって、
型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型で金属管素材の外周部を偏芯絞り加工し、前記金属管素材の管軸方向の一方に前記偏肉部を形成する偏芯絞り加工工程と、
前記軸部となる前記金属管素材の非加工部内に芯金を挿入配置した状態で、前記金属管素材の偏肉部端を引っ張って、しごき型内に前記非加工部を通過させて該非加工部の外周部を偏芯しごき加工する偏芯しごき加工工程と、を有し、
前記偏芯しごき加工工程において、前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工することを特徴とする偏肉金属管の製造方法。
【請求項２】
前記偏芯しごき加工工程において、前記芯金の軸芯を前記しごき型の軸芯よりもしごき量の少ない側に偏らせて配置することを特徴とする請求項１に記載の偏肉金属管の製造方法。
【請求項３】
前記偏芯しごき加工工程で用いる芯金の先端部の断面形状は非真円形状であり、前記芯金先端部のしごき量の少ない側に外面の径寸法を減少させた減少部を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の偏肉金属管の製造方法。
【請求項４】
前記偏芯絞り加工工程で用いる偏芯絞り型は、その押込み方向後方側の内径部に、偏芯絞り加工を施す前記金属管素材の外周との間に隙間を形成する逃げ部が形成され、
前記逃げ部に、前記偏肉部の少なくとも薄肉側に当接して偏芯絞り加工による前記金属管素材の曲がりを矯正する曲がり押さえ部が突設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏肉金属管の製造方法。
【請求項５】
前記偏芯絞り加工工程および前記偏芯しごき加工工程は、それぞれ複数段階の加工により施工することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏肉金属管の製造方法。
【請求項６】
前記偏芯しごき加工工程の第１段階の加工は前記金属管素材の非加工部内に芯金を偏芯配置した状態で引抜き加工し、それ以降の段階の加工は前記非加工部内に芯金を配置しない状態で引抜き加工することを特徴とする請求項５に記載の偏肉金属管の製造方法。
【請求項７】
管軸方向の一方に外径芯と内径芯とを偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空軸部を有する偏肉金属管の製造装置であって、
金属管素材の管軸方向の一方を自由端側とし、他方を片持ち状態で保持する保持型と、型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型と、を有し、該偏芯絞り型で前記金属管素材の自由端側の外周部に偏芯絞り加工を施す偏芯絞り加工装置と、
前記軸部となる前記金属管素材の非加工部内に挿入配置される芯金と、前記金属管素材の偏肉部端を引っ張る引抜き手段と、前記非加工部の外周部を偏芯しごき加工するしごき型と、を有し、前記引抜き手段で前記金属管素材の偏肉部端を引っ張ってしごき型内に前記非加工部を通過させて偏芯しごき加工を施す偏芯しごき加工装置と、を備え、
前記偏芯しごき加工装置は、前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工することを特徴とする偏肉金属管の製造装置。
【請求項８】
前記偏芯しごき加工装置において、前記芯金の軸芯を前記しごき型の軸芯よりもしごき量の少ない側に偏らせて配置することを特徴とする請求項７に記載の偏肉金属管の製造装置。
【請求項９】
前記偏芯しごき加工装置で用いる芯金の先端部の断面形状は非真円形状であり、前記芯金先端部のしごき量の少ない側に外面の径寸法を減少させた減少部を形成していることを特徴とする請求項７または８に記載の偏肉金属管の製造装置。
【請求項１０】
前記偏芯絞り加工装置で用いる偏芯絞り型は、その押込み方向後方側の内径部に、偏芯絞り加工を施す前記金属管素材の外周との間に隙間を形成する逃げ部が形成され、
前記逃げ部に、前記偏肉部の少なくとも薄肉側に当接して偏芯絞り加工による前記金属管素材の曲がりを矯正する曲がり押さえ部が突設されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の偏肉金属管の製造装置。
【請求項１１】
前記偏芯絞り加工装置および前記偏芯しごき加工装置は、それぞれ複数段階の加工により施工するための複数の加工部を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の偏肉金属管の製造装置。
【請求項１２】
前記偏芯しごき加工装置の第１段階の加工部は前記金属管素材の非加工部内に芯金を偏芯配置した状態で引抜き加工し、それ以降の段階の加工部は前記非加工部内に芯金を配置しない状態で引抜き加工することを特徴とする請求項１１に記載の偏肉金属管の製造装置。
【請求項１３】
管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管であって、
型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型で金属管素材の外周部を偏芯絞り加工し、前記金属管素材の管軸方向の一方に前記偏肉部を形成する偏芯絞り加工工程と、
前記軸部となる前記金属管素材の非加工部内に芯金を挿入配置した状態で、前記金属管素材の偏肉部端を引っ張って、しごき型内に前記非加工部を通過させて該非加工部の外周部を偏芯しごき加工する偏芯しごき加工工程と、を有し、
前記偏芯しごき加工工程において、前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工する偏肉金属管の製造方法によって製造されてなる偏肉金属管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏肉金属管の製造方法及び製造装置並びに偏肉金属管に関する。本発明は、特に、管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管の製造方法および製造装置並びに偏肉金属管に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車部品の軽量化が進んでいる。ステアリングラックバーの素材についても、金属中実材に代えて金属管材が用いられ、中空ラックバーとして形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ステアリングラックバーの基端部側の外径部には、ステアリングホィールの回転がピニオンを介して伝達されるラック部（歯部）が形成されており、このラック部は、例えば、冷間鍛造加工や切削加工により形成される。
【特許文献１】２００６−２６７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステアリングラックバーのラック部を冷間鍛造加工で形成する場合には、加工工程数が多くなり、製造コストが増大するという問題があった。
【０００５】
他方、製造コストの低減を図るべく、切削加工でラック部を形成する場合には、削り代として相当の肉厚が必要となり、薄肉の電縫管を使用することはできない。
【０００６】
また、ラック部を金属中実材で形成し、ステアリング軸を金属管材で形成して、両者を溶接接合する製造方法もあるが、軽量化代が小さくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、金属管素材を用いて軽量化を図りつつ、低コストで製造できる偏肉金属管の製造方法及び製造装置並びに偏肉金属管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
（１）管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管の製造方法である。前記偏肉金属管の製造方法は、型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型で金属管素材の外周部を偏芯絞り加工し、前記金属管素材の管軸方向の一方に前記偏肉部を形成する偏芯絞り加工工程と、前記軸部となる前記金属管素材の非加工部内に芯金を挿入配置した状態で、前記金属管素材の偏肉部端を引っ張って、しごき型内に前記非加工部を通過させて該非加工部の外周部を偏芯しごき加工する偏芯しごき加工工程と、を有する。そして、前記偏芯しごき加工工程において、前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工する。
【００１０】
（２）管軸方向の一方に外径芯と内径芯とを偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空軸部を有する偏肉金属管の製造装置である。前記偏肉金属管の製造装置は、金属管素材の管軸方向の一方を自由端側とし、他方を片持ち状態で保持する保持型と、型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型と、を有し、該偏芯絞り型で前記金属管素材の自由端側の外周部に偏芯絞り加工を施す偏芯絞り加工装置と、前記軸部となる前記金属管素材の非加工部内に挿入配置される芯金と、前記金属管素材の偏肉部端を引っ張る引抜き手段と、前記非加工部の外周部を偏芯しごき加工するしごき型と、を有し、前記引抜き手段で前記金属管素材の偏肉部端を引っ張ってしごき型内に前記非加工部を通過させて偏芯しごき加工を施す偏芯しごき加工装置と、を備える。そして、前記偏芯しごき加工装置は、前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工する。
【００１１】
（３）管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管であって、前記偏肉金属管の製造方法によって製造されてなる偏肉金属管である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偏肉金属管を製造する場合、偏芯絞り型で金属管素材の外周部を偏芯絞り加工して金属管素材の軸方向の一方に偏肉部を形成し、さらに、軸部となる金属管素材の非加工部内に芯金を偏芯配置した状態で、しごき型で非加工部の外周部を偏芯しごき加工する。ここで、偏芯しごき加工において前記非加工部の軸芯を前記しごき型の軸芯に近付けるようにしごき加工する。これにより、管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部を有し、他方に中空の軸部を有する偏肉金属管が製造される。
【００１３】
したがって、金属管素材を用いて軽量化を図りつつ、偏肉金属管を低コストで製造することが可能となる。
【００１４】
また、偏肉金属管の偏肉部の厚肉部分には十分な肉厚が得られるので安価な切削加工によってラック部を形成でき、しかも偏芯しごき加工を施すことにより偏肉部と軸部との外径芯が一致もしくは近接することになるため、ステアリングラックバーの製造に適用して好ましいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（偏肉金属管）
まず、本発明の実施形態に係る偏肉金属管１の構造について説明する。図１は本発明の実施形態に係る偏肉金属管の管軸方向に沿った断面形状を示す断面図および左右側面図である。
【００１７】
図１を参照して、本実施形態に係る偏肉金属管１は、後述する製造装置１０および製造方法を用いて製造される管製品であって、自動車部品であるステアリングラックバーの形成に適している。この偏肉金属管１は、管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部２が形成され、他方に外径芯と内径芯とが一致して管肉厚が略均一な中空の軸部３が形成されている。
【００１８】
この偏肉金属管１を用いてステアリングラックバーを形成する場合、偏肉部２の厚肉部分２Ａに切削加工等によりラック部（歯部）が形成される。偏肉部２の外径芯２Ｃと軸部３の外径芯３Ｃは、一致していることが望ましいが、たとえば、１ｍｍ以下のオーダーで近接するように形成されていても構わない。
【００１９】
この偏肉金属管１を形成する素材としては、たとえば、電縫管や鋳造管等の継ぎ目無し管などの金属管素材１Ａが用いられる（図２（Ａ）参照）。偏肉部２は、後述する偏芯絞り加工装置２０を用いて、金属管素材１Ａの管軸方向の一方を偏芯絞り加工することにより形成される。また軸部３は、後述する偏芯しごき加工装置３０を用いて、金属管素材１Ａの管軸方向の他方（偏芯絞り加工の非加工部）を偏芯しごき加工することにより形成される。
【００２０】
（偏肉金属管の製造装置）
次に、本実施形態に係る偏肉金属管の製造装置１０について説明する。図２は本実施形態の偏肉金属管の製造装置を構成する偏芯絞り加工装置の概略断面図である。図３は偏芯絞り加工による金属管素材の曲がり状況の説明図である。図４は本実施形態の偏肉金属管の製造装置を構成する偏芯しごき加工装置の概略断面図である。なお、図４において、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した芯金の拡大断面図である。
【００２１】
本実施形態の製造装置１０は、偏芯絞り加工装置２０と、偏芯しごき加工装置３０と、を備え、これらの装置２０、３０を用いて、金属管素材４に連続加工を施すことにより、上記偏肉金属管１を製造する装置である（図２および図４参照）。
【００２２】
図２を参照して、偏芯絞り加工装置２０は、金属管素材１Ａの管軸方向の一方を自由端側とし、他方を片持ち状態で保持する保持型（チャック）２１と、この保持型２１の型挿入空間２２へ挿入される偏芯絞り型２３と、を備えている。
【００２３】
保持型２１は、たとえば、外観が直方体状もしくは円柱状を呈しており、断面形状が半円弧状のチャック部２４で金属管素材１Ａを把持すべく、二分割の金型として形成されている。また、型挿入空間２２を区画する壁部は偏芯絞り型２３の挿入案内部として機能し、型挿入空間２２は保持型２１の上記自由端側に位置する中空円柱状の空間として区画形成されている。したがって、保持型２１のチャック部２４に金属管素材１Ａの管軸方向の他方を片持ち状態で保持すると、金属管素材１Ａの管軸方向の一方（自由端側）が中空円柱状の型挿入空間２２の中心部に芯出しした状態で配置される。そして、この保持型２１の型挿入空間２２へ偏芯絞り型２３を押し込んで、金属管素材１Ａの外周部に偏芯絞り加工を施すようになっている。
【００２４】
偏芯絞り型２３は、円筒体状の押込み金型であって、この偏芯絞り型２３の内径芯２３Ｃは上記保持型２１に保持された金属管素材１Ａの軸芯１Ｃとずらして形成されている。すなわち、偏芯絞り型２３は、型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた金型であり、本実施形態では、偏芯絞り型２３の内径芯２３Ｃは金属管素材１Ａの軸芯１Ｃよりも下側へ位置している。この偏芯絞り型２３は、型の押込み方向先端に案内テーパー部２５を有するリング状の絞り部２６を形成し、この絞り部２６の軸芯が内径芯２３Ｃに相当する。
【００２５】
また、偏芯絞り型２３の押込み方向後方側の内径部には、逃げ部２７が形成されている。この逃げ部２７によって偏芯絞り型２３の内径部と、偏芯絞り加工を施す金属管素材１Ａの外周部と、の間に隙間が形成され、偏芯絞り型２３の押込みおよび引抜き抵抗を軽減している。すなわち、逃げ部２７を形成することにより、絞り加工に寄与する絞り部２６の加工寸法精度を確保するとともに、偏芯絞り型２３と金属管素材１Ａとの接触面積を減らして絞り加工の押込みおよび引抜き動作を円滑に行うことができる。
【００２６】
さらに、偏芯絞り型２３の逃げ部２７には、偏芯絞り加工を施す金属管素材１Ａの曲がりを矯正するための曲がり押さえ部２８が突設されている。この曲がり押さえ部２８は、偏芯絞り型２３の内径部において、その長手方向の２箇所に突設されている。但し、曲がり押さえ部２８は、少なくとも１箇所以上に突設されていればよい。
【００２７】
ここで、図３を参照して、上記逃げ部２７に曲がり押さえ部２８を設けない場合には、金属管素材１Ａに偏芯絞り加工を施した後に偏芯絞り型２３を後退させると、金属管素材１Ａに形成された偏肉部２の肉厚に偏りがあるため、薄肉部分となる側へ曲がり６１が生じる。したがって、本実施形態の曲がり押さえ部２８は、少なくとも、偏肉部２の薄肉部分となる側（下側）に当接するように、偏芯絞り型２３の内径部に沿って円弧状に突設されている。なお、これに限定されず、この曲がり押さえ部２８は、偏芯絞り型２３の内径部に沿ってリング状に突設してもよい。
【００２８】
図４を参照して、偏芯しごき加工装置３０は、上記軸部２となる金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内に挿入配置される芯金３１と、金属管素材１Ａの偏肉部端を把持して引っ張る引抜き手段（チャック）３２と、上記非加工部１Ｂの外周部を偏芯しごき加工するしごき型３３と、を備えている。金属管素材１Ａの偏肉部端をチャック３２で把持して引っ張って、しごき型３３内に上記非加工部１Ｂを通過させることにより、該非加工部１Ｂの外周部に偏芯しごき加工を施すようになっている。ここで、非加工部１Ｂとは、金属管素材１Ａにおいて、偏芯絞り加工を施していない部分をいう。
【００２９】
図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、芯金３１は先端部３１Ａが拡径されたロッド状の金属部材であって、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内において、しごき量の少ない側に該芯金３１の軸芯３１Ｃを偏らせて配置される。本実施形態では、この芯金３１は、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内において、下側の素材内壁に近接するように偏らせて配置されている。
【００３０】
また、芯金３１の先端部３１Ａの断面形状は非真円形状であり、この先端部３１Ａのしごき量の少ない側に外面の径寸法を減少させた減少部が形成されている。本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、この芯金３１の先端部３１Ａにおいて、しごき量の少ない側の外周面が内方へ偏芯させられており、当該偏芯量Ｄは、上記減少部における内径方向への外面の減少量に相当する。
【００３１】
チャック３２は、たとえば、外観が直方体状もしくは円柱状を呈しており、断面形状が半円弧状の二分割の把持部材であって、金型金属管素材１Ａの偏肉部端を把持する。このチャック３２には、たとえば、不図示の引張装置が備えられ、金属管素材１Ａの偏肉部端を把持して、金属管素材１Ａをその管軸方向の一方（図４（Ａ）において矢印方向）へ引っ張るようになっている。
【００３２】
しごき型３３は、たとえば、外観が直方体状もしくは円柱状を呈しており、しごき部３３Ａが引張方向へ向けて順次縮径されたレジューサー型として形成されている。
【００３３】
この偏芯しごき加工装置３０では、しごき型３３の軸芯３３Ｃと、非加工部１Ｂの軸芯１Ｃと、芯金３１の軸芯３１Ｃと、をずらした状態で施工される。具体的には、上方から下方へ向けて非加工部１Ｂの軸芯１Ｃ、しごき型３３の軸芯３３Ｃ、芯金３１の軸芯３１Ｃの順に位置されている。この関係で偏芯しごき加工を施すと、施工後に偏肉部２の外径芯２Ｃと軸部３の外径芯３Ｃは略一致させられるとともに、後述するように芯金３１の撓みを防止して、非加工部１Ｂは肉厚が均一にしごき加工され得る（図１参照）。
【００３４】
（偏肉金属管の製造方法）
次に、図５から図７を用いて、第１実施形態の製造装置１０の作用と共に、本実施形態に係る偏肉金属管１の製造方法について説明する。図５は本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯絞り加工工程の概略断面図である。図６（Ａ）は本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯しごき加工工程の概略断面図、図６（Ｂ）は比較例における偏芯しごき加工工程の概略断面図である。図７は図６（Ａ）から続く、本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯しごき加工工程の概略断面図である。
【００３５】
本実施形態の偏肉金属管１の製造方法は、管軸方向の一方に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部２を有し、他方に中空の軸部３を有する偏肉金属管１を製造する方法であって（図１参照）、偏芯絞り加工工程および偏芯しごき加工工程を有する。
【００３６】
偏芯絞り加工工程は、上記偏芯絞り加工装置２０を用いて、型の外径芯に対して内径芯を偏芯させた偏芯絞り型２３で金属管素材１Ａの外周部を偏芯絞り加工し、この金属管素材１Ａの管軸方向の一方に偏肉部２を形成する工程である。
【００３７】
すなわち、図５を参照して、偏芯絞り加工工程は、金属管素材１Ａの管軸方向の一方が自由端側となるように、保持型２１のチャック部２４に金属管素材１Ａの管軸方向の他方を片持ち状態で保持し、偏芯絞り型２３を押し込んで、金属管素材１Ａの外周部に偏芯絞り加工を施す。なお、図５では、保持型２１の型挿入空間２２を省略図示している（図２参照）。
【００３８】
本実施形態の偏芯絞り加工工程では、多段階の偏芯絞り加工を連続して行う。たとえば、３段階の連続した偏芯絞り加工によって、金属管素材１Ａの管軸方向の一方が徐々に偏芯絞り加工され、所望の偏絞り形状の中間加工素材を容易かつ精度良く得ることができる。図５におけるＷは、金属管素材１Ａの軸芯１Ｃと偏芯絞り型２３の軸芯２３Ｃとの偏芯量を示している。このように、金属管素材１Ａの軸芯１Ｃと偏芯絞り型２３の軸芯２３Ｃとが偏芯しているので、金属管素材１Ａの絞り加工部分に外径芯と内径芯とが偏芯して管肉厚の一部が厚く偏った偏肉部２が形成される。本実施形態（図５）では、金属管素材１Ａの偏芯絞り加工量は、上側の方が下側よりも多く、偏肉部２の厚肉部分は中間加工素材の上側に位置している。
【００３９】
また、前述したように、本実施形態の偏芯絞り加工工程で用いる偏芯絞り型２３は、その押込み方向後方側の内径部に、偏芯絞り加工を施す金属管素材１Ａの外周との間に隙間を形成する逃げ部２７が形成され、この逃げ部２７には、偏肉部２の少なくとも薄肉側（下側）に当接して偏芯絞り加工による金属管素材１Ａの曲がりを矯正する曲がり押さえ部２８が突設されている（図２参照）。したがって、偏芯絞り型３３を戻したときに、金属管素材１Ａの加工部分に発生する曲がりを防止することができる。
【００４０】
この偏芯絞り加工工程の終了後偏芯しごき加工工程を実施する前に、偏芯絞り加工を施した金属管素材１Ａの残留応力を除去するため、応力除去焼きなまし等の熱処理を施してもよい。
【００４１】
次に、偏芯しごき加工工程は、上記偏芯しごき加工装置３０を用いて、軸部３となる金属管素材１Ａの非加工部（偏芯絞り加工における非加工部）１Ｂ内に芯金３１を挿入した状態で、しごき型３３で上記非加工部１Ｂの外周部を偏芯しごき加工する工程である。
【００４２】
本実施形態では、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内に芯金３１を挿入配置した状態で、金属管素材１Ａの偏肉部端をチャック３２で把持して引っ張って、しごき型３３内に上記非加工部１Ｂを通過させて偏芯しごき加工を施す。そして、偏芯しごき加工において非加工部１Ｂの軸芯１Ｃをしごき型３３の軸芯３３Ｃに近付けるようにしごき加工する。
【００４３】
この偏芯しごき加工では、しごき型３３の軸芯３３Ｃと、非加工部１Ｂの軸芯１Ｃと、芯金３１の軸芯３１Ｃと、をずらした状態で施工される。すなわち、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内において、芯金３１の軸芯３１Ｃをしごき量の少ない側、すなわち下側へ偏らせて配置する。金属管素材１Ａの非加工部１Ｂに偏芯しごき加工を施すと、非加工部１Ｂの上部はしごき量が多いため、芯金３１を押さえ込もうとする荷重が加わる。この押さえ込み荷重が加わると、芯金３１は下側へ撓もうとする。そこで、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内において、芯金３１の軸芯３１Ｃを下側へ偏らせて配置することにより、金属管素材１Ａに芯金３１が早く当たるので、芯金３１の撓みを防止することができる。すなわち、芯金３１の見かけ上の剛性が増す。これにより、均等な肉厚の軸部３が得られる。
【００４４】
また、本実施形態の偏芯しごき加工工程で用いる芯金３１は、拡径した先端部３１Ａの断面形状が非真円形状を呈し、この先端部３１Ａのしごき量の少ない側、すなわち下側に外面の径寸法を減少させた減少部が形成されている（図４（Ａ）（Ｃ）参照）。これは、金属管素材１Ａの上部の肉厚が厚くなる傾向を防止するための工夫である。すなわち、芯金３１の先端部３１Ａの下側に隙間を設けることによって、管肉が上側から下側へ流れ易くなり、より均等な肉厚の軸部３が得られる。
【００４５】
本実施形態の偏芯しごき加工工程では、多段階の偏芯しごき加工を連続して行う。たとえば、３段階の連続した偏芯しごき加工によって、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂが軸部３として形成され、偏肉金属管１を容易かつ精度良く得ることが可能となる。そして、この加工後に偏肉部２と軸部３との両者の外径芯２Ｃ、３Ｃが一致もしくは近接することになる。
【００４６】
また、本実施形態の偏芯しごき加工工程では、図６（Ａ）に示すように、少なくとも１段階の加工において、金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内に芯金３１を偏芯配置し、引き抜き操作で偏芯しごき加工を施工する。これは、引き抜き操作により管肉の逃げが軸長さ方向になるため、肉厚が均等になること、および残留応力を軽減することを狙ったものである。これに対し、図６（Ｂ）に示すように、押し出し操作で偏芯しごき加工を施工すると、押し出し時の管肉の逃げが径方向になるため、肉厚にばらつきが生じる。したがって、本実施形態では、引き抜き操作による偏芯しごき加工を採用している。
【００４７】
さらに、第２〜第３段階の加工では、図７に示すように、上記非加工部１Ｂ内に芯金３１を配置せず、金属管素材１Ａの非加工部側を開放した状態にして、引き抜き操作で偏芯しごき加工を施工する。これは、少なくとも１段階の加工において、上記非加工部１Ｂ内に芯金３１を偏芯配置すれば、均等な肉厚が得られるからである。したがって、それ以降の加工では、軸部３の外径を絞り込むだけであるので、開放しごき加工で足りる。よって、製造が簡易化され、低コスト化がより図られる。但し、第２〜第３段階の加工でも、上記非加工部１Ｂ内に芯金３１を配置するように構成することも可能である。
【００４８】
この偏芯しごき加工工程後に、金属管素材１Ａの残留応力を除去するため、応力除去焼きなまし等の熱処理を施してもよい。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の製造装置１０および製造方法によれば、偏芯絞り型２３で金属管素材１Ａの外周部を偏芯絞り加工し、金属管素材１Ａの軸方向の一方に偏肉部２を形成する。さらに、軸部３となる金属管素材１Ａの非加工部１Ｂ内に芯金３１を偏芯配置した状態で、しごき型３３で非加工部１Ｂの外周部を偏芯しごき加工する。ここで、偏芯しごき加工において非加工部１Ｂの軸芯をしごき型３３の軸芯に近付けるようにしごき加工する。
【００５０】
したがって、金属管素材１Ａを用いて軽量化を図りつつ、偏肉金属管１を低コストで製造することが可能となる。
【００５１】
また、偏肉金属管１の偏肉部２の厚肉部分には十分な肉厚が得られるので安価な切削加工によってラック部を形成でき、しかも偏芯しごき加工を施すことにより偏肉部２と軸部３との外径芯２Ｃ、３Ｃが一致もしくは近接することになるため、ステアリングラックバーの製造に適用して好ましいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る偏肉金属管の管軸方向に沿った断面形状を示す断面図および左右側面図である。
【図２】本実施形態の偏肉金属管の製造装置を構成する偏芯絞り加工装置の概略断面図である。
【図３】偏芯絞り加工による金属管素材の曲がり状況の説明図である。
【図４】本実施形態の偏肉金属管の製造装置を構成する偏芯しごき加工装置の概略断面図である。
【図５】本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯絞り加工工程の概略断面図である。
【図６】（Ａ）は本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯しごき加工工程の概略断面図、（Ｂ）は比較例における偏芯しごき加工工程の概略断面図である。
【図７】図６（Ａ）から続く、本実施形態に係る偏肉金属管の製造方法における偏芯しごき加工工程の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  偏肉金属管、
１Ａ  金属管素材、
１Ｂ  非加工部、
１Ｃ  金属管素材（非加工部）の軸芯、
２  偏肉部、
３  軸部
１０  偏肉金属管の製造装置、
２０  偏芯絞り加工装置、
２１  保持型、
２３  偏芯絞り型、
２３Ｃ  偏芯絞り型の軸芯、
２７  逃げ部、
２８  曲がり押さえ部、
３０  偏芯しごき加工装置、
３１  芯金、
３１Ｃ  芯金の軸芯、
３２  チャック、
３３  しごき型、
３３Ｃ  しごき型の軸芯。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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